敏感電路過流/過壓保護(hù)的秘密--SGM2528
發(fā)布時(shí)間:2020-07-07 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】設(shè)置過流/過壓檢測(cè)電路、保護(hù)電路,提升其可靠性與安全性,是業(yè)界的一貫做法。小小的保險(xiǎn)絲并不起眼,卻彰顯了科技之道,只有真正懂得設(shè)計(jì)與應(yīng)用原理、了解芯片背后海量測(cè)試的艱辛,才能讀懂制造商在細(xì)微處的用心。
眾所周知,對(duì)于敏感電路,過高的輸入電壓有可能導(dǎo)致其受到損害,但如果為了保護(hù)系統(tǒng)安全額外使用過多的部件,又會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,極端情況下甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。圣邦微電子全新產(chǎn)品SGM2528的設(shè)計(jì)初衷,就是為了在出現(xiàn)高壓時(shí)向負(fù)載設(shè)備提供緩沖。作為一顆兼具成本效益和可重置功能的12V總線用電子保險(xiǎn)絲,SGM2528可以極大地提升硬盤驅(qū)動(dòng)器、主板電源管理和其他電路在面臨災(zāi)難性故障和關(guān)機(jī)故障時(shí)的可靠性。同時(shí),它還包括一個(gè)過壓鉗位電路,能夠在瞬態(tài)時(shí)限制輸出電壓,但不會(huì)因此關(guān)閉設(shè)備,從而保障負(fù)載電路得以繼續(xù)運(yùn)行。
圖1 SGM2528A和SGM2528B結(jié)構(gòu)框圖
如何限流/限壓才可靠?
SGM2528限流/限壓的秘密,就在于使用了SENSEFET以及一個(gè)參考電壓源和放大器來控制器件中的峰值電流。SENSEFET允許測(cè)量一小部分負(fù)載電流,其優(yōu)點(diǎn)是在增加感測(cè)電阻器測(cè)量值的同時(shí),降低了功率損耗和額定功率。感測(cè)電阻器阻值通常在幾十歐姆范圍內(nèi),額定功率為幾毫瓦,因此成本低廉。
限流電路設(shè)置有兩個(gè)極限值:一個(gè)用于過載狀況,通常是指那些柵極電流高且場(chǎng)效應(yīng)管處于完全增強(qiáng)的工作模式;另一個(gè)則是當(dāng)裝置主動(dòng)限制電流且柵極處于中間水平時(shí),就會(huì)出現(xiàn)短路電流操作模式。
有兩種對(duì)電流限制電路進(jìn)行偏壓設(shè)置的方法。
一種方法是直流感應(yīng)(Direct Current Sensing,應(yīng)用電路見圖2)。連接電流限制引腳和負(fù)載之間的檢測(cè)電阻。該方法包括限流電路中的封裝導(dǎo)線電阻(Bond Wire Resistance)。該電阻能夠影響給定電阻的電流極限值,并且可根據(jù)檢測(cè)電阻和源管腳之間的阻抗產(chǎn)生輕微的變化。在這種配置下,器件的導(dǎo)通電阻值將略低,因?yàn)樗形鍌€(gè)源管腳都是并聯(lián)的,因此,有效的封裝導(dǎo)線電阻值是任何給定管腳電阻值的五分之一。
圖2 采用直流感應(yīng)的應(yīng)用電路
另一種方法是開爾文傳感(Kelvin Sensing,應(yīng)用電路見圖3)。此方法使用其中一個(gè)源管腳作為電流檢測(cè)電阻器的連接。這種連接主要用于感測(cè)裸片上的電壓,因此板上的任何封裝導(dǎo)線電阻和外部阻抗對(duì)電流極限水平?jīng)]有影響。在這種配置中,導(dǎo)通電阻值相對(duì)于直接感應(yīng)法略有增加,因?yàn)橹挥兴膫€(gè)源管腳用于供電。
圖3 采用開爾文傳感的應(yīng)用電路
圖4 SGM2528限流曲線
過壓鉗位(Over-Voltage Clamp)電路由放大器和參考電壓源組成,一方面負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)輸出電壓;另一方面,如果輸入電壓超過15V,主場(chǎng)效應(yīng)管的柵極驅(qū)動(dòng)將降低以限制輸出,這是為了在保護(hù)負(fù)載的同時(shí)允許通過瞬態(tài)運(yùn)行。如果一個(gè)過壓狀態(tài)存在過長(zhǎng)時(shí)間,由于通過場(chǎng)效應(yīng)管的電壓下降與負(fù)載電流相結(jié)合,可能會(huì)導(dǎo)致器件過熱。在這種情況下,熱保護(hù)電路將關(guān)閉設(shè)備。對(duì)于12V總線的產(chǎn)品來說,過壓會(huì)導(dǎo)致后級(jí)電源或者系統(tǒng)有易損的風(fēng)險(xiǎn),SGM2528的輸出鉗位功能可以有效的保護(hù)后級(jí)系統(tǒng)避免過壓的風(fēng)險(xiǎn)。
欠壓鎖定(Under-Voltage Lockout)電路使用帶遲滯功能的比較器來監(jiān)測(cè)輸入電壓。如果輸入電壓降到規(guī)定水平以下,輸出開關(guān)將切換到高阻抗?fàn)顟B(tài)。在輸入電源不穩(wěn)或者起機(jī)過程中抖動(dòng)的場(chǎng)景下可以有效保護(hù)輸出質(zhì)量,避免反復(fù)起機(jī)導(dǎo)致后級(jí)系統(tǒng)故障。
過流保護(hù)和輸出短路保護(hù)功能,可以保護(hù)系統(tǒng)前級(jí)電源在后端系統(tǒng)過流或者短路的情況下出現(xiàn)較大幅度的跌落,從而避免影響到其他旁路系統(tǒng)的正常工作。為了快速響應(yīng)系統(tǒng)短路的保護(hù),檢測(cè)到實(shí)際系統(tǒng)負(fù)載電流到達(dá)設(shè)定限流值的1.6倍后,SGM2528立即做出短路保護(hù),并且通過優(yōu)化的關(guān)斷機(jī)制避免快速關(guān)斷導(dǎo)致的輸出端負(fù)壓和輸入端過沖,盡可能的優(yōu)化系統(tǒng)的柔和關(guān)斷,防止因?yàn)檫^快和過慢關(guān)斷帶來額外的系統(tǒng)消耗。
主要特征
● 集成功率器件
● 功率器件熱保護(hù)
● 無需外部電路分流
● 9V至18V輸入電壓范圍,浪涌最高達(dá)30V
● 超低導(dǎo)通電阻:26mΩ(典型值)
● 熱選項(xiàng):
○ SGM2528A:帶VCLAMP的熱閉鎖
○ SGM2528B:帶VCLAMP的熱自動(dòng)重試
○ SGM2528C:不帶VCLAMP的熱閉鎖
● 內(nèi)置電荷泵
● 內(nèi)置欠壓鎖定電路
● 內(nèi)置過壓鉗位電路(SGM2528A和SGM2528B)
● 工作溫度范圍:-40℃~ 125℃
● 綠色TDFN-3×3-10L封裝
推薦閱讀:
特別推薦
- 利用自動(dòng)化技術(shù)賦能中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化
- 三極管電路輸入電壓阻抗
- 晶振怎么用,你真的知道嗎?
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
- 思特威推出超星光級(jí)系列4MP圖像傳感器SC485SL
- HOLTEK新推出HT32F59045脈搏血氧儀MCU
技術(shù)文章更多>>
- 車用開關(guān)電源的開關(guān)頻率定多高才不影響EMC?
- 貿(mào)澤推出針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索